Question

火山岩的野外观察

Answer 1

火山喷出岩可看作为一种岩石地层单位，可以像沉积岩一样细分为群、组、段、层。然而很多火山岩单元不像沉积岩那么成层明显、分布广泛。熔岩流和火山碎屑物在地形不规则处常有快速增厚或变薄堆积。例如，山区的熔岩流可能堆积在各种古老岩石单元之上，呈狭长带状分布；高黏度熔岩流的尾部和边部可能较陡峭，就好像与相邻岩石有断层一样；而低黏度的熔岩形成的坡度则较缓。尤其是在原始的陡峭凹地处（如在一个大的火山锥上），复杂的地层关系导致每次喷发间隔时，火山岩和凝灰岩部分被侵蚀。火山喷发形成的细碎屑物，空降而成的火山凝灰岩可能分布异常广泛，但倾向于薄层，各凝灰岩层出现成分相似、颗粒大小和晶体体积上的横向变化（Westgate and Gorton，1981）。

火山岩的野外观察（鉴定）主要是从颜色、矿物成分及结构和构造几方面进行。

（1）颜色

火山岩由基性至酸性，颜色一般由深变浅。基性的玄武岩类通常呈黑-黑绿色；中性的安山岩类为深灰、紫红色，偏碱性的粗面岩类为浅灰-深灰色；酸性的流纹岩类多呈浅灰、粉红色。此外，成分相同的火山岩，细而致密的总是比结晶较好的岩石颜色深些。

（2）矿物成分

火山岩形成于地表条件，岩石多呈斑状结构或碎屑结构；基质及细小火山灰成分不易辨认，斑晶或晶屑成为火山岩鉴定和定名的重要依据。常见的有：

（a）橄榄石：黄绿-绿色，无解理，常被棕红色片状伊丁石和浅黄绿色蛇纹石交代。

（b）辉石：基性-超基性岩中常见，中性岩较少见。基本为纯黑色，短柱状晶体为主，常被纤闪石、绿泥石交代，晶屑呈阶梯状碎片。以晶形和颜色与角闪石相区别。

（c）角闪石：多见于中性岩。晶体为长柱状，棕褐色或绿-暗绿色，边缘常出现黑色氧化铁暗边，晶屑呈阶梯状碎片。

（d）斜长石：除超基性岩外，其他各类火山岩中均常见。灰白-白色，基性斜长石多为针柱状-薄板状，常被钠黝帘石交代而呈浅绿色；中性斜长石为柱状；酸性斜长石为宽厚板状，长宽比约为（1.5～2.5）：1，常被黏土矿物或绢云母交代而呈瓷质光泽；钠长石多为浅红或无色透明。

（e）钾长石：多出现于酸性或碱性岩中，卡式双晶常见，风化后沿解理或裂隙被铁质充填，正长石多为肉红色，透长石为无色透明。

（f）石英及黑云母：在中、酸性火山岩中极常见，根据其颜色及晶形易于鉴定。

（3）结构和构造

火山岩结构、构造的观察，不仅可以分辨岩石类型，同时也可以推测其形成的条件。

A.火山岩的结构

火山岩由于冷凝快速，矿物结晶程度一般都较低，仅可见较粗的斑晶矿物。常见如下：

斑状结构　熔岩中最常见，岩石中所有颗粒或晶体呈大小悬殊的两部分，大者称斑晶，小者称基质。基质常为隐晶质或玻璃质。

微晶、隐晶、玻璃质结构　熔岩中常见，肉眼或借助放大镜基本不见斑晶，岩石呈瓷状断口，光泽暗淡；由细小针柱状微晶组成时称微晶结构；借助放大镜基本不见微晶者称隐晶质结构；岩石断口光滑、常见贝壳状弧形者为玻璃质结构。

集块、火山角砾和凝灰结构　火山碎屑岩的专有结构。岩石全部由火山碎屑物（火山弹、各种岩屑、晶屑及玻屑）组成，火山碎屑的粒级划分参见表7.20，碎屑物粒径多半在64mm以上者称集块结构；64～2mm之间称火山角砾结构；岩石主要由＜2mm的晶屑及玻屑组成，构成凝灰结构。

熔结凝灰结构　熔结凝灰岩所特有，由塑性玻屑及塑性玻璃质岩屑和少量刚性岩屑、晶屑组成，玻屑产生塑性变形后呈蚯蚓状、滴状及焰舌状等，岩石中呈明显定向分布。

B.火山岩的主要构造

气孔构造和杏仁构造　岩浆溢出地表后，压力降低，其中挥发组分来不及逸出就冷凝了，因而形成各种大小形状不一、数量不等的气孔。基性成分熔浆黏度小，气体易逸出，气孔一般不大，形状多为圆形、蝌蚪形、滴状或管状等；酸性成分熔浆黏度大，气体不易逸出，常聚集形成拉长状或不规则状气孔。当气孔中被矿物充填时，则成为杏仁构造；杏仁体一般可分为不完全、完全和复质的三种。

熔渣状构造　玄武岩中最发育，当熔浆溢出地表流动时，大量气体、水分等挥发物向岩石顶面集中或逸出，使熔岩顶面撕裂呈蜂窝状，外表极似熔渣。

枕状构造　常见于海底喷发的基性熔岩中，岩石被分割呈椭球体及枕状体，顶面上凸，底面较平或微向上凹，表面常形成玻璃质壳，断面具放射状或同心圆状龟裂，中心部分结晶较好，边缘常见放射状微晶及气孔带（图7.20，图7.21），枕状体之间多充填玻璃碎屑或沉积物。

图7.20 枕状构造外形及断面构造示意图

a、b—扁平半球形；c、d—面包形；e—球形；f—同心枕状裂纹；g—放射状裂纹；h—龟裂状裂纹；i—断面内部构造（示玻璃质壳、气孔带、放射状微晶）

石泡构造　仅见于酸性熔岩流表面，它是由几层同心层状的空腔组成，每层由长英质纤维微晶组成，其空腔多被次生矿物充填。

珍珠构造　珍珠岩的典型构造，由酸性玻璃均匀冷却收缩而形成一系列同心圆形或椭圆形裂纹。

流纹、流线和流面构造　中、酸性熔岩中常见，由岩石中不同颜色的条纹、拉长的气孔或结晶不均匀性显示出来的构造称流纹构造；当岩石中的片状矿物呈平行分布，则形成流面构造；如果为线状矿物则组成流线构造。

似流动构造　为熔结凝灰岩的特有构造，岩石中塑性玻屑呈拉长、压扁并绕过晶屑或岩屑。

图7.21 玄武岩中的枕状构造（二叠系，云南香格里拉洛吉乡）

豆状构造　仅见于陆地喷发的凝灰岩中，由玻屑或晶屑及火山灰聚集成球状集合体，其中心往往为玻屑，边缘为火山灰，形成同心层状构造。

总之，火山岩的野外观察（鉴定）应以地质产状为基础，以手标本及镜下鉴定为主要手段，以矿物成分、结构和构造为主要依据，根据宏观标志和微观特点综合分析，有时还要依靠化学分析资料才能做出正确的定名。常见的钙碱性熔岩野外鉴定特征见表7.21。

表7.21 常见钙碱性熔岩野外鉴定主要特征表